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sábado, 21 de septiembre de 2013

El problema de la longitud (geográfica)


Cualquiera que se aproxime por primera vez al asunto imaginará que es algo de lo más árido y que se necesita entender mucho de las ciencias exactas, pero en eso se estaría equivocando, como se comprueba leyendo lo que sigue, que es un capítulo titulado "Una cuestión de tiempo" (A Matter of time) en el libro On Course!-- Navigating in Sea, Air and Space (S. Carl Hirsch, The Viking Press, New York, 1967).  Ahí aparece como una saga trágica y violenta de siglos de duración, mientras se lograba resolver el problema, hazaña atribuible a un modesto relojero, como se vio ya en el tema anterior.  La intención inicial era incluir la versión original junto con esta traducción, pero tal vez no se justifique hacerlo mientras no lo solicite un lector.

 

 

                                                            Una cuestión de tiempo

 

El navegante no pudo imponer su dominio sobre los mares sino habiendo solucionado el problema de la longitud.

Eso lo ilustra, por ejemplo, el caso extraño de las Islas de Salomón, una cadena de islas volcánicas de más de 14 mil quilómetros de largo descubiertas por españoles en 1.567.  Fueron puestas en las cartas de navegar y se registró su posición, pero posteriormente los barcos, no pudiendo determinar su propia longitud en altamar, navegaron inútilmente por todo el Pacífico Sur buscándolas.  No se volvió a topar con ellas sino dos siglos después.

Se hizo progresos notables en la navegación científica pero los nautas sin un punto de referencia en tierra firme no podían averiguar su longitud.  De todas maneras no existía ningún método al que pudieran confiar sus vidas.

La mayoría de los navegantes recurría todavía a la estima con fundamento en un punto de partida, lo cual no era otra cosa que adivinación en el mejor de los casos, y mientras más larga era la travesía, más incierta resultaba la longitud.

[El problema con ese método era que generalmente incluía en los cálculos apenas la dirección, la velocidad y el tiempo, pero no la acción de las corrientes ni los vientos, que arrastraban el barco sin que las desviaciones correspondientes pudieran quedar registradas, y eso causaba errores enormes en el cálculo de la trayectoria.]

 Los errores de longitud iban acumulando las pérdidas de barcos, cargamentos y vidas.  Para comienzos del siglo XVIII casi todos los puertos marítimos principales y las naciones navieras se esforzaban por resolver el problema de la longitud.  Se ofreció premios sustanciosos.  En medio de su desesperación los gobiernos parecieron estar dispuestos a dejar de lado sus rivalidades acérrimas en los mares si alguien, cualquiera que fuera, podía presentar una solución.

En 1.675 el rey ingles estableció un instituto científico con el propósito de "encontrar la longitud".  A poca distancia de Londres, río arriba en el Támesis, se encontró un lugar adecuado en terreno elevado, y ahí se constuyó el Observatorio Real de Greenwich.  Se haría famoso en la historia de la navegación, particularmente en relación con el problema de la medición de la longitud.

A la latitud se la mide desde el ecuador pero no existe una "línea" natural análoga que sea la longitud cero.  A través de los siglos se seleccionó muchos lugares geográficos como el del meridiano principal, la línea desde la que se mide el número de grados de longitud hacia el occidente y el oriente.  Alejandría y las Islas Canarias habían fungido como meridiano principal en la Antigüedad.

Con el auge de los viajes y el comercio por todo el mundo hubo una necesidad progresivamente más urgente de lograr un acuerdo internacional para fijar un único lugar para el primer meridiano, pero aumentó la confusión.  No había nación naviera que no quisiera que la línea del cero de longitud pasara por su propia ciudad capital.  La Gran Bretaña, la más poderosa de las potencias marítimas del siglo XVII, estableció un primer meridiano en el parquecito plácido de Greenwich, pero éste evento tendría poca importancia mientras el cálculo de la longitud en altamar continuara siendo el gran problema sin resolver de la navegación, y el observatorio de Greenwich se convirtió en el ojo del huracán en la búsqueda de la solución.  

Algunos defendían vigorosamente un método fundado en la medición de la distancia angular entre la Luna y ciertas estrellas.  Otros pensaban que las diferencias en la variación de la brújula en todo el mundo podía ofrecer una pista.  Hubo muchas propuestas que involucraban la observación precisa de cuerpos celestes como los satélites del planeta Júpiter, mientras que hubo otros que confiaban en las tablas basadas en el registro exacto de los eclipses.  También había cierta propuesta, que no fue presentada como una broma, que consistía en anclar hileras de barcazas en los meridianos en todos los océanos desde las que se dispararía periódicamente bombas luminosas.

Además, a comienzos del siglo XIX un escritor estadounidense, Edward Everett Hale, escribió un cuento del género de la anticipación titulado "La luna de ladrillos" en el que sugería que la longitud podía determinarse con un satélite artificial que giraría alrededor de la Tierra.

En el debate agrio que se prolongó durante muchos años se fue imponiendo la opinión de que la respuesta estaba en el giro como de un reloj de la Tierra.  Con esta solución se medía las distancias según la rotación de la Tierra de occidente a oriente.  El razonamiento era así: la Tierra es su propio reloj y recorre un círculo completo cada 24 horas.  La faz del reloj terrestre tiene 360 divisiones  que son señaladas por meridianos que van de polo a polo.

En cada uno de los 360 meridianos hay una hora local con una diferencia de cuatro minutos con respecto a la hora local en el próximo meridiano […entonces tenemos que 4 x 360 = 1.440 minutos, que son 24 horas, las que a su vez corresponden a un recorrido diario del Sol a lo largo de los 360 grados de la circunferencia], y entre cada uno de los 360 meridianos hay una diferencia de un grado de longitud, por lo cual el cálculo de la longitud implica hacer una comparación, a una misma hora, entre las longitudes de dos lugares geográficos.

Un método cronológico como ese para averiguar la longitud necesita un punto de partida, y la Gran Bretaña ya había establecido un meridiano principal en el Observatorio de Greenwich, donde podía determinarse la hora local con los mejores métodos conocidos en la astronomía.

El problema para el nauta, a dondequiera que viajara, era poder llevar consigo la hora de Greenwich, la hora exacta en la latitud de cero grados.  Su próximo paso era determinar la hora local, dondequiera que se encontrara, por observación celeste.  El navegante podía conocer su propia longitud por la diferencia en minutos entre la hora de Greenwich y su hora local simplemente contando un grado de longitud por cada cuatro minutos de tiempo.  ¿Qué podía ser más sencillo?  Aun así, no podía hacerse.

Se presentó el problema al científico más sobresaliente de Inglaterra: Sir Isaac Newton.  Estuvo de acuerdo con que podía calcularse la longitud con un reloj preciso, pero, preguntaba el científico, ¿dónde estaba el reloj que pudiera soportar "el movimiento de un barco, los cambios de temperatura y humedad y la diferencia de gravedad según la latitud"?  Sir Isaac llegaba a la conclusión de que "todavía no ha sido fabricado un reloj como ese". 

[Ese último factor en su lista, relacionado con la gravedad, lo explica el achatamiento del globo terráqueo, que hace que sea más abultado en la zona ecuatorial, como una bola de caucho que tuviera un objeto pesado puesto encima.  Por eso, mientras más cerca esté de los polos un objeto cualquiera, más cerca estará del centro de la Tierra y mayor será la atracción gravitacional, y por ende su peso.  Para bajar de peso, un problema de salud pública cada día más severo en ciertas sociedades, basta con acercarse más al ecuador…pero tal vez sea demasiada molestia para lograr un cambio modesto en el peso corporal.

Falta explicar 1) por que aumenta la atracción sobre los cuerpos al disminuir la distancia al centro de la Tierra, y 2) que es lo que causa la deformación del globo, pero para eso habría que seguir incursionando en el campo de la física, algo que se justificaría únicamente si lo solicitara un lector.]

 Durante siglos los inventores han elaborado muchos géneros de artefactos que miden el tiempo, basados en principios tales como la medición de las fluctuaciones de la luminosidad de los cuerpos celestes, el flujo del agua o la arena y la caída de pesos.  Se ha marcado el paso del tiempo con relojes solares, relojes de agua [se los llama "clepsidras"] y relojes de arena.  Habiéndose llegado al siglo XVII había relojes que funcionaban con péndulos, y un reloj portátil llamado "el Huevo de Nuremberg" que era accionado por un resorte enrollado.

De todos modos ninguno de los relojes portátiles era muy preciso.  La gente tenía apenas una idea aproximada acerca de la hora del día.  El mejor reloj exigía que se le diera cuerda con frecuencia y podía normalmente retrasarse o adelantarse diariamente una hora o dos.  Hasta 1.700 la mayoría de los relojes tenía apenas la aguja de las horas.  Algunos tenían pequeños relojes de sol incorporados para que se los pudiera ajustar al mediodía exponiéndolos al sol […suponiendo, claro, que fuera un día soleado, y el sol puede pasar días y dias oculto].

Como resultado de eso, la gente llegaba con retraso a los compromisos, se cocía los alimentos en exceso, el cálculo del ritmo cardíaco era aproximado y se terminaba las clases en los colegios demasiado temprano o demasiado tarde.

Además los primeros relojes no eran más aptos para una vida en altamar que un relojero mareado.  El cálculo de la hora a bordo todavía se efectuaba con uno de arena, dispositivo poco preciso.  En 1.703 un buque naval francés se encontró atrapado frente a la costa neerlandesa en un banco de niebla durante nueve días.  Se registró el paso del tiempo únicamente con relojes de arena.  Cuando apareció el sol el capitán del barco descubrió que había un error de once horas en su registro del tiempo […lo que da un promedio de más de una hora diaria de error].

Resumiendo, aunque se entendía claramente el principio del uso de la Tierra como un reloj magistral para averiguar la longitud, no había máquina que pudiera mantener a bordo el ritmo del movimiento de giro de la misma, y ahí quedaba estancado el asunto de la longitud.  Mientras tanto en el fondo de los océanos en todo el mundo yacían arrumados los naufragios retorcidos de buques y vidas, sacrificados a los errores en la longitud.  Los hombres navegaban en sus embarcaciones creyendo decididamente que se encontraban mar adentro y súbitamente salían de la niebla acantilados rocosos inmensos.

Había historias dramáticas de tripulaciones enteras de barcos que habían muerto lentamente de escorbuto [la enfermedad carencial causada por la falta de vitamina C] estando a menos de un día de viaje de una isla ecuatorial y el alimento fresco que necesitaban para recuperarse.  Lo que resultaba más frustrante era que frecuentemente la isla aparecía claramente en sus cartas de navegación, pero no había manera de saber si se encontraba hacia el oriente o hacia el occidente.

Navegar se había convertido en el quehacer más peligroso.  Debido a los riesgos, además de las condiciones crueles y lúgubres de la vida a bordo, nunca había suficientes voluntarios para tripular los barcos.  Muchos eran secuestrados para que prestaran sus servicios en mar abierto.  Mientras sorbía té en su club londinense Samuel Johnson, el conocido autor, comentó: "Hacerse a la mar es como ser encarcelado, con el riesgo adicional de morir ahogado."

Las Islas de Scilly son una hilera de rocas como dientes que se extiende desde la costa suroccidental de la Gran Bretaña.  Fue ahí donde los buques de la flota inglesa del Mediterráneo que regresaban a casa reventaron sus costillas en la noche del 22 de octubre de 1.707.  Naufragaron cuatro navíos y miles perdieron sus vidas.  Entre los fallecidos estaba el comandante Sir Cloudesley Shovell, cuyo rumbo desastroso estaba basado en un error de longitud.

La tragedia provocó un gemido angustioso por toda la Gran Bretaña, y oportunamente la Cámara de los Comunes actuó.  El Gobierno ofreció un premio de 20 mil libras a quien pudiera "descubrir la longitud en altamar" y se estableció una Junta de la Longitud para otorgar el premio.

Un joven de Yorkshire con un talento para armar y reparar artefactos escuchó los rumores aldeanos: los buques de la marina más imponente en todo el mundo se hundían por la falta de un reloj adecuado…¡un reloj que tenía un valor de 20 mil libras!

John Harrison había sido entrenado para el oficio de carpintero pero desde la infancia lo habían fascinado los relojes.  Muchos niños desbaratan relojes, y pocos manifestaban la habilidad de John para armarlos.  En los primeros relojes que fabricó las ruedas estaban hechas intrincadamente de roble macizo.  Incentivado por el premio, Harrison hizo experimentos con piezas de reloj de muchos metales y observó como funcionaban sometidas a los cambios en las condiciones meteorológicas.  Su primer reloj marino era un aparato de 72 libras de peso, una obra maestra mecánica que presentó ante la Junta de la Longitud, pero recibió poco aliciente.

La invención de relojes precisos exige un género de paciencia obstinada que desafía las barreras del tiempo y John Harrison poseía esa cualidad.  Durante los próximos 25 años regresó esperanzado a la Junta de la Longitud con una serie de relojes que eran maravillas de la precisión, pero los miembros de la Junta los rechazaban.

Harrison comenzó a percatarse de que tenía rivales poderosos en sus esfuerzos por conseguir el premio.  Algunos de los miembros de la Junta ya habían decidido descartar la idea de usar relojes, fuere cual fuere su exactitud.  El relojero de Yorkshire reconoció como su mayor enemigo a Nevil Maskelyne, que pronto se convertiría en el Astrónomo Real.  Era conocido como el promotor de un método de obtener la longitud con observaciones de la Luna y él mismo era un candidato para ganar el premio.  Harrison despotricó contra lo que consideraba era un trato injusto pero regresó a su mesa de trabajo, decidido a lograr la perfección.

En un tormentoso día de noviembre de 1.761 el envejecido Harrison envió a su hijo William a Portsmouth con su reloj para una prueba oficial en altamar.  El reloj soportó la travesía larga y ruda hasta Jamaica […que duró 12 semanas].  ¡Se retrasó apenas cinco segundos!

Cuando Harrison fue a reclamar su recompensa Maskelyne seguía obstruyendo el paso.  Hubo más demoras y pruebas.  Pasaron algunos años antes de que el relojero campestre y su hijo, agotados, se dirigieron hacia el Castillo de Windsor para presentar su historia de frustraciones ante el Rey Jorge III.  El rey llegó a la siguiente conclusión: "¡A esta gente se la ha agraviado cruelmente!"  Juró que se haría justicia en su caso, y así por fin fue pagado el dinero del premio, pero Harrison ya tenía ochenta años y estaba cercano a la muerte antes de ser recompensado plenamente por el invento que llegó a conocerse como el "cronómetro marino".

No transcurrieron muchos años más antes de que el cronómetro estuviera empleándose en los lugares más remotos de la Tierra, y el Capitán James Cook hizo recorrer el reloj marítimo la gama completa de sevicios marinos y cambios de condiciones en mar abierto.  El nombre del Capitán Cook está perpetuamente vinculado a la navegación valerosa, principalmente con propósitos científicos.  Dirigió una expedición a Tahití para observar el tránsito de Venus por la faz del Sol.  Esto fue parte de un esfuerzo de los científicos por medir las distancias en el Sistema Solar.  [La explicación de como se puede usar un tránsito de Venus para calcular la distancia de la Tierra al Sol (la llamada "unidad astronómica", que son casi 150 millones de quilómetros) exige varios diagramas y fórmulas, por lo que no puede incluirse aquí.  El resultado que se obtuvo en 1.769 en Tahití no fue exacto pero sí una muy buena primera  aproximación.]   

En los decenios intermedios del siglo XVIII el Capitán Cook recorrió el Océano Pacífico a todo lo largo y ancho cartografiando numerosos litorales e islas.  Llevaba consigo un duplicado del reloj de navío de Harrison, y cuando hubo terminado de someter a prueba el cronómetro marítimo se lo encontró preciso y confiable, desde el Círculo Artico hasta la Antártida, y desde el primer meridiano hasta los 180 grados de longitud [o sea, las antípodas].

Sin que pudiera haber ya dudas al respecto, por fin había quedado establecido plenamente el método para medir la longitud y obtener la longitud en altamar.  Los navegantes en todas partes llegaron a conocer las iniciales G.M.T., que corresponden a Greenwich Mean Time, y usaban el meridiano de Greenwich como el punto de partida para medir las longitudes este y oeste, pero no fue sino ya en el año 1.884 cuando una conferencia de 26 naciones en Washington, D.C. votó a favor del reconocimiento internacional de Greenwich como lugar del meridiano principal.  Con esa decisión el mundo pagó tributo a la Gran Bretaña por la función que desempeñó en la conquista del problema de la longitud.  [La hora local de Greenwich es el mismo T.U., o Tiempo Universal, que tiene un adelanto de cinco horas con respecto a la hora oficial colombiana.  Por ejemplo, cuando en Londres es ya el mediodía en Bogotá son apenas las 7 de la mañana.]           

 

Igual de trágica, y posiblemente más costosa en términos de vidas humanas, fue la historia de los esfuerzos por erradicar la viruela, que es el tema de la transcripción que fue agregada a éste archivo electrónico el 31 de mayo.      

                    

 

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